JP2006033209A

JP2006033209A - 撮像装置

Info

Publication number: JP2006033209A
Application number: JP2004206692A
Authority: JP
Inventors: Isao Masuda; 功益田
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 2004-07-14
Filing date: 2004-07-14
Publication date: 2006-02-02
Anticipated expiration: 2024-07-14
Also published as: JP4389702B2

Abstract

【課題】手ぶれ発生のおそれがある撮影状況で容易に手ぶれを低減するモードに変更可能にする。
【解決手段】被写体の像を光電変換するＣＣＤ１２と、これに蓄積される電荷の蓄積時間を制御するシャッタ駆動回路１８と、ＣＣＤ１２で変換された信号の利得を制御するＡＧＣ１４と、影像信号１７や被写体の輝度検出値１９を出力する信号処理回路１５を備えたカメラにおいて、輝度検出値１９が所定値より低下した場合のモードとして、上記蓄積時間によって優先的に露光制御する画質優先モードと上記利得制御によって優先的に露光制御する手ぶれ防止優先モードを設ける。外部操作部２０の設定キーを手ぶれ防止優先モードに設定した場合、輝度検出値が所定値より低下すると、シャッタスピードを１／３０秒としたままＡＧＣ１４の利得制御で露光が適正に制御されるので手ぶれの少ない適性な画像が得られる。
【選択図】図１

Description

本発明は、手ぶれ低減手段を有する撮像装置に関する。

カメラにおいて、撮影レンズの焦点距離の逆数で概略決定されるシャッタスピード（シャッタ開放期間）よりも遅いシャッタスピードで撮影すると手ぶれが発生するおそれがある。例えば、広角側で３５ｍｍ換算の焦点距離が３０ｍｍでは、シャッタスピードが１/３０秒よりも遅くなると手ぶれが発生するおそれがあり、望遠側で３５ｍｍ換算の焦点距離が９０ｍｍではシャッタスピードが１/９０秒よりも遅くなると手ブレが発生するおそれがある。暗い被写体を撮影する場合等は、適正な露光を得るためのシャッタスピードが撮影レンズの焦点距離の逆数で概略決定されるシャッタスピードよりも遅くなることが多く、手ぶれが発生するおそれがある。フィルム感度（ＩＳＯ感度）が基準より高い場合に最低速シャッタ制御露出値を基準より高める装置が開示されている（例えば、特許文献１参照。）。
特許第２８６８２７０号公報。

デジタルスチルカメラ等はＩＳＯ感度を上げて撮影をすれば手ぶれは低減できるが、デジタルスチルカメラ等の初心者はＩＳＯ感度を上げれば手ぶれを低減できることを知らない場合が多い。また、ＩＳＯ感度を選択できることすら知らない場合も多い。
手ぶれセンサーを用いて、手ぶれ補正をするカメラ等も発売されているが、手ぶれ補正の機構は複雑で規模も大でありコストも高く、カメラの小型化には不向きである。

本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであり、手ぶれ発生のおそれがある撮影状況で、手ぶれを低減するよう機器の設定を容易に変更でき、シャッタチャンスを逃すことなく手ぶれが少ない画像が撮影可能となる撮像装置を提供することを目的とする。

請求項１に係る発明は、被写体の像を光電変換する変換手段と、この変換手段に蓄積される電荷の蓄積時間を制御する蓄積時間制御手段と、上記変換手段において変換された信号の利得を制御する利得制御手段と、上記被写体の輝度を検出する手段とを備えた撮像装置において、上記輝度検出手段の輝度検出値が所定値より低下した場合のモードとして、上記利得制御によって優先的に露光制御するモード（以下、手ぶれ防止優先モードとよぶ）と、上記蓄積時間制御によって優先的に露光制御するモード（以下、画質優先モードとよぶ）とを有することを特徴とする。

手ぶれ防止優先モードを設定した場合、蓄積時間制御に優先して利得制御されるためシャッタ開放時間を手ぶれ防止の最低値に固定されていても信号レベルは適切に保たれる。また、画質優先モードを設定した場合、利得制御に優先して蓄積時間制御されるため信号レベルは適切に保たれる。

請求項２に係る発明は、請求項１において、画質優先モード時に、最低速のシャッタスピードでさらなる低輝度で適切な自動露出値を得るためにＩＳＯ感度を制御することを特徴とする。

画質優先モード時に、最低速のシャッタスピードでさらなる低輝度でＩＳＯ感度を制御すると、さらなる低輝度での露出値はＩＳＯ感度制御により適正に制御される。

請求項３に係る発明は、請求項１において、手ぶれ防止優先モード時に、最大のＩＳＯ感度でさらなる低輝度で適切な自動露出値を得るためにシャッタスピードを制御するを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。

手ぶれ防止優先モード時に、最大のＩＳＯ感度でさらなる低輝度でシャッタスピードを制御すると、さらなる低輝度での露出値はシャッタの解放時間による露光制御により適正に制御される。

本発明によれば、手ぶれ防止優先モードと画質優先モードを選択できるようにしたことで、３脚等で機器を固定できずに手ぶれ発生のおそれがある撮影状況でも容易に手ぶれ防止優先モードに機器の設定を変更でき、シャッタチャンスを逃すことなく手ぶれが少ない画像が撮影可能となる。３脚等に固定し手ぶれ発生のおそれがない場合は、画質優先モードを選択すればノイズの少ない画像を撮影できる。

また、美術館等の室内でフラッシュ発光を禁止している場所では、手ぶれ防止優先モードを選択して撮影すれば手ぶれの少ない撮影が可能である。

また、夜景を背景に手前の人物を撮影するときに、夜景の雰囲気を損なわずに手前の人物を際立たせるためにフラッシュを発光させる場合に、手ぶれ防止優先モードを選択して撮影すれば手ぶれの少ない撮影が可能である。

また、動きのある被写体を撮影する場合に、手ぶれ防止優先モードに設定すればシャッタスピードが速くなるので、手ぶれだけでなく被写体自体の動きが止まったぶれのない良好な画像が撮影できる。

ディジタルカメラなどの撮像装置において、シャッタスピードは撮影レンズの焦点距離の逆数で概略決定されるシャッタスピード（シャッタ開放期間、例えば、広角側で１/３０秒）を最低速とし、さらなる低輝度では手ぶれを軽減するため、図２（ａ）に示すようにＡＧＣ感度（ＩＳＯ感度）のみを制御するモード（以下、手ぶれ防止優先モード。）と、ＩＳＯ感度は一定とし、機器の仕様などで決める最低速のシャッタスピード（例えば、２秒）までシャッタスピードを図３（ｂ）に示すように制御するモード（以下、画質優先モード。）を備えている。

なお、ＩＳＯ感度制御は、被写体の像を光電変換された信号の利得を制御することであり、上記シャッタスピード制御は、被写体の像を光電変換する際の電荷の蓄積時間を制御することである。

上記画質優先モード時に最低速のシャッタスピード（例えば、２秒）でさらなる低輝度で適切なＡＥ値（自動露出値）を得るためにＩＳＯ感度を制御する（図４）。また、手ぶれ防止優先モード時にＡＧＣ感度が飽和した最大のＩＳＯ感度でさらなる低輝度で適切なＡＥ値を得るためにシャッタスピードを制御する（図５）。

手ぶれ防止優先モードと画質優先モードの切替は、メニュー等で切替える方法や撮影モードで切替える方法を用いる。また、例えば、オート撮影モード時は手ぶれ防止優先モード、プログラム撮影モード時は画質優先モードと決めることもできる。

以下、本発明の実施例について、図面を参照して詳細に説明する。図１は、本発明に係る撮像装置の構成を説明するブロック図である。撮像装置１は、被写体を撮像するレンズ部１１と、このレンズ部からの入射光を光電変換する光電変換素子（以下、ＣＣＤ）１２と、光電変換されて得られた信号のサンプリング及びホールドを行うサンプリング／ホールド回路（以下、Ｓ／Ｈ回路）１３と、信号の利得を調整するゲイン可変アンプ（ＡＧＣ回路）１４と、映像信号を得るための信号処理回路１５とを備えている。これらの各部・各回路は、制御部１６により統括制御されている。撮像装置１は、更に、制御部１６により制御されＣＣＤ１２の電荷の蓄積時間を調整するシャッタ駆動回路１８を備えている。なお、図１において実線ａ及びｂ、ｃは、被写体からの入射光及び光電変換された入射光の信号を示し、破線ｄ、ｅ、ｆ、ｇは制御信号を示している。また、外部操作部２０から制御部１６への破線ｈは設定信号を示している。

被写体からの入射光は、レンズ１１を介して、ＣＣＤ１２において電気的に蓄積される。ＣＣＤ１２で光電変換された被写体の像を示す信号は、Ｓ／Ｈ回路１３において、ＣＣＤ１２の蓄積電荷のノイズを低減する二重層間相関サンプリング処理が施される。このサンプリング処理が施された信号はＡＧＣ回路１４に送られて、信号のレベルが調整される。このレベルが調整された被写体の像を示す信号は、信号処理回路１５においてカメラ信号処理が施され、被写体の映像信号１７となる。また、信号処理回路１５は、被写体の輝度を検出する輝度検出手段としての機能を有している。

制御部１６は、信号処理回路１５において検出された輝度の検波値１９を得、この検波値（輝度値）に応じてＡＧＣ回路１４における信号の利得制御及びＣＣＤ１２における蓄積時間を調整するためにシャッタ駆動回路１８を制御することによって露光を適切に制御している。ここで、ＣＣＤ１２における電荷の蓄積時間の調整による露光制御とは、シャッタの開放時間の制御として考えることができる。ＡＧＣ回路１４、シャッタ駆動回路１８等の制御は外部操作部２０により設定されたモードに基づいてなされる。

外部操作部２０には手ぶれ防止優先モードか画質優先モードかを設定するキー（図示省略）が設けられている。

以下に、上記撮像装置１の手ぶれ防止優先モードと画質優先モードの制御例について説明する。

図２は、外部操作部２０の設定キーを「手ぶれ防止優先モード」に設定した場合における、輝度に応じた利得制御による露光制御と蓄積時間制御による露光制御、すなわち、ＡＧＣ回路１４における露光制御とシャッタの開放時間による露光制御との関係を示す。

外部操作部２０に「手ぶれ防止優先モード」に設定すると、制御部１６は、輝度が所定の輝度レベル（ア）以下になると、シャッタ駆動回路１８にシャッタの開放時間が手ぶれの生じない最低速の１／30秒とする制御信号を出力する共に、ＡＧＣ回路１４を輝度レベル（ア）からの低下に従って利得を上げて露光を適正にする制御信号を出力する、手ぶれ防止優先モードの制御をする。この手ぶれ防止優先モードの制御により輝度が所定の輝度レベル（ア）以下では図２（ａ）に示すようにシャッタの開放時間１／30秒としてＡＧＣ回路１４の利得制御（ＩＳＯ感度制御）により露光が適正に制御される。また、所定の輝度レベル（ア）以上では、制御部１６は、輝度に応じてシャッタ駆動回路１８を制御する。これにより、図２（b）に示すようにＣＣＤ１２における蓄積時間調整によるシャッタの開放時間により露光制御される。

図３は、外部操作部２０の設定キーを「画質優先モード」に設定した場合における輝度に応じた利得制御による露光制御と蓄積時間制御による露光制御、すなわち、ＡＧＣ回路１４における露光制御とシャッタの開放時間による露光制御との関係を示す。

外部操作部２０を「画質優先モード」に設定すると、制御部１６は、輝度に応じてシャッタ駆動回路１８を制御する画質優先モードで制御する。この画質優先モードでは、図３（b）に示すように所定の輝度レベル（ア）以下はシャッタの開放時間による露光制御がされ、図３(a)に示すようにＡＧＣ回路１４における利得制御はされない。

図４は、図３とは異なる画質優先モード時における輝度に応じた利得制御による露光制御と蓄積時間制御による露光制御、すなわち、ＡＧＣ回路１４における露光制御とシャッタの開放時間による露光制御との関係を示す。この画質優先モードでは、図４（b）に示すように所定の輝度レベル（ア）と（イ）の間は、図３の例と同様にシャッタの開放時間による露光制御がされ、ＡＧＣ回路１４における利得制御はされないが、図４(a)に示すようにシャッタスピードが最低速の２秒となる輝度（イ）以下ではＡＧＣ回路１４が利得制御され、露光が適正に制御される。

図５は、図２とは異なる手ぶれ防止優先モード時における輝度に応じた利得制御による露光制御と蓄積時間制御による露光制御、すなわち、ＡＧＣ回路１４における露光制御とシャッタの開放時間による露光制御との関係を示す。この手ぶれ防止優先モードでは、所定の輝度レベル（ア）と（ウ）の間は、図２の例と同様にシャッタの開放時間は30分の１秒として、ＡＧＣ回路１４における利得制御により露光制御されるが、ＡＧＣ回路１４が最大ゲイン（最大ＩＳＯ感度）となる輝度（ウ）以下では、ＣＣＤ１２における蓄積時間調整ができるようにしてあり、シャッタの開放時間による露光制御がされる。

上述の実施例においては、手ぶれ防止優先モードの最低速シャッタスピードを撮影レンズの焦点距離の逆数で概略決定されるシャッタスピードとする場合について述べたが、本発明はこれに限らず、例えば、手ぶれ防止優先モードの最低速シャッタスピードを撮影レンズの焦点距離の逆数で概略決定されるシャッタスピードの１/２、１/３、等に設定すれば、より手ぶれ防止になる。

さらに上述の実施例においては、手ぶれ防止優先モードの最低速シャッタスピードを撮影レンズの焦点距離の逆数で概略決定されるシャッタスピードになるよう設定される場合について述べてが、本発明はこれに限らず、例えば、手ぶれ防止優先モードの最低速シャッタスピードを撮影レンズの焦点距離の逆数で概略決定されるシャッタスピードとその１/２、１/３、等をユーザーがメニュー等で選択できるようにしてもよい。

さらに、上述の実施例においては、手ぶれ防止優先モードの最低速シャッタスピードを撮影レンズの焦点距離の逆数で概略決定されるシャッタスピードとする場合について述べたが、本発明はこれに限らず、動きのある被写体を撮影する場合は手ぶれだけでなく被写体自体が動いているので、ぶれた画像が撮影されるおそれがあり、シャッタスピードを速めて撮影したい場合がある。シャッタスピードを速めるために、手ぶれ防止優先モードの最低速シャッタスピードを撮影レンズの焦点距離の逆数で概略決定されるシャッタスピードとその１/２、１/３、等をユーザーがメニュー等で選択できるようにしてもよい。

さらに、上述の実施例においては、手ぶれ防止優先モードの最低速シャッタスピードを撮影レンズの焦点距離の逆数で概略決定されるシャッタスピードとする場合について述べたが、本発明はこれに限らず、絞り優先モード等で絞りを絞って撮影する場合にシャッタスピードが遅くなり手ぶれが発生するおそれがあるので、絞り優先モード等で撮影する場合も手ぶれ防止優先モードと画質優先モードを設けてもよい。

本発明の実施例に係る撮像装置の構成を説明するブロック図。（ａ）は手ぶれ防止優先モード時の輝度レベルとＡＧＣと関係を示す線図、（ｂ）は輝度レベルとシャッタの開放時間（シャッタスピード）と関係を示す線図。（ａ）は画質防止優先モード時の輝度レベルとＡＧＣと関係を示す線図、（ｂ）は輝度レベルとシャッタの開放時間（シャッタスピード）と関係を示す線図。（ａ）は異なる画質優先モード時の輝度レベルとＡＧＣと関係を示す線図、（ｂ）は輝度レベルとシャッタの開放時間（シャッタスピード）と関係を示す線図。（ａ）は異なる手ぶれ防止優先モード時の輝度レベルとＡＧＣと関係を示す線図、（ｂ）は輝度レベルとシャッタの開放時間（シャッタスピード）と関係を示す線図。

符号の説明

１…撮像装置、１１…レンズ部、１２…光電変換素子（ＣＣＤ）、１３…サンプリン／ホールド回路（Ｓ／Ｈ回路）、１４…ゲイン可変アンプ（ＡＧＣ回路）、１５…信号処理回路、１６…制御部、１８…シャッタ駆動回路、１９…輝度の検波値、２０…外部操作部。

Claims

被写体の像を光電変換する変換手段と、
上記変換手段に蓄積される電荷の蓄積時間を制御する蓄積時間制御手段と、
上記変換手段において変換された信号の利得を制御する利得制御手段と、
上記被写体の輝度を検出する手段とを備えた撮像装置において、
上記輝度検出手段の輝度検出値が所定値より低下した場合のモードとして、
上記利得制御によって優先的に露光制御するモードと、
上記蓄積時間制御によって優先的に露光制御するモードと
を有することを特徴とする撮像装置。
上記蓄積時間制御によって優先的に露光制御するモード時に、最低速のシャッタスピードでさらなる低輝度で適切な自動露出値を得るためにＩＳＯ感度を制御することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
上記利得制御によって優先的に露光制御するモード時に、最大のＩＳＯ感度でさらなる低輝度で適切な自動露出値を得るためにシャッタスピードを制御することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。